1、6019光学信息技术原理及应用 光学全息技术的原理与介绍 (十四 ) 601 9601 9601 9M2 M1 B/S LiNbO3:Fe crystal He-Ne Laser M0 rotate 2 rotate 1 601 9全息照相的特点和原理 两个突出的特点，一是三维立体性，二是可分割性 全息照片再现出来的像是三维立体的，具有如同观看真实物体一样的立体感，这一性质与现有的立体电影有着本质的区别 可分割性，是指全息照片的碎片照样能反映出整个物体的像来，并不会因为照片的破碎而失去像的完整性 普通照相在胶片上记录的是物光波的振幅信息（仅体现于光强分布），而全息照相在记录振幅信息的同时，还记
2、录了物光的位相信息 601 9全息术的发展历史 丹尼斯 盖伯（ Dennis Gabor）于 1948年提出，由于这种技术要求高度相干性及高强度的光源而一度发展缓慢 萌芽时期，是用汞灯作光源，摄制同轴全息图，是第一代全息图 1960年第一台激光器问世，解决了相干光源问题， 1962年美国科学家利思（ Leith）和乌帕特尼克斯（ Upatnieks）提出了离轴全息图以后，全息技术的研究才获得突飞猛进的发展 ，激光记录、激光再现的离轴全息图，称为第二代全息 第三阶段是激光记录、白光再现的全息图，称为第三代全息，主要包括白光反射全息、像全息、彩虹全息、真彩色全息及合成全息等 用白光记录、白光再现的
3、全息图，称为第四代全息 601 9波前记录与再现 人眼接收到不失真的物光波的全部信息 ， 两眼产生视差的结果 ， 便看到了三维立体像 利用两眼视差观察不同像合成，并不是真正的立体像；接收到具有位相关系的物光波，看见物体的立体像，才是 “ 全息 ” 立体像 “ 冻结 ” 物光波的过程称为 “ 波前记录 ” ， “ 复活 ” 信息称为 “ 波前再现 ” 即 “ wavefront reconstraction” 盖伯避免位相信息丢失的技巧是干涉方法 ,因为干涉场分布与波面位相有一一对应关系 物光波的振幅和位相信息便以干涉条纹的形状、疏密和强度的形式“冻结”在感光的全息干板上 601 9波前记录和波
4、前再现示意图 601 9波前记录的 数学模型 在全息干板 H上设臵 x , y坐标 ， 设物波和参考波的复振幅分别为 O ( x , y ) = O 0 ( x , y ) exp jo ( x , y ) R ( x , y ) = R 0 ( x , y ) exp j r ( x , y ) 干涉场光振幅应是两者的相干叠加 ， H 上的总光场为干涉场光振幅应是两者的相干叠加 ， H 上的总光场为 U ( x , y ) = O ( x , y ) + R ( x , y ) 干板记录的是干涉场的光强分布 ， 曝光光强为 I ( x , y ) = U ( x , y )U * ( x ,
5、 y ) = O 2 + R 2 + OR* + O*R 经线性处理后 ， 底片的透过率函数 tH 与曝光光强成正比 ， 略去一个无关紧要的比例常数 ， 上式可直接写成 tH ( x , y ) = O 2 + R 2 + OR* + O*R 601 9波前再现 的 数学模型 设照明光波表示为 C ( x , y ) = C 0 ( x , y ) exp j c ( x , y ) 透过 H后的光振幅 U( x , y ) 为 式 (5.7) 称为全息学基本方程 ， 其中方程右边各项的意义为 第一、二项：与再现光相似，它具有与 其 相同的位相分布，只是振幅分布不同，因而它将以与再现光 C ( x , y )相同的方式传播。 第三项：包含有物的位相信息，但还含有附加位相。 第四项：包含有物的共轭位相信息，可能形成共轭像。 crcrcccjROCjROCyxjRCyxjOCROROROyxjyxCyxU00000000200200*220expexp,exp,exp,exp,
